本发明公开了一种蔗汁澄清方法,取占混合汁总重30-95%的混合汁,依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁,将余下部分的混合汁与浮清汁混合,再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁,所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁。本发明采用部分混合汁气浮分离结合部分混合汁快速沉降方法,能减少蔗汁停留时间,提高非糖分的去除率,稳定清汁pH值,避免沉淀池“反底”和“蔗糖转化”现象,节约生产成本,减少环境污染,提高产品质量。
1.一种蔗汁澄清方法,其特征在于:取占混合汁总重30-95%的混合汁,依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁,将余下部分的混合汁与浮清汁混合,再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁,所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁;所述预灰步骤为:取混合汁,加入0.015-0.020%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至6.8-7.2,得预灰汁;所述一级加热步骤为:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.0-8.5,泵入一级加热器加热,温度为45-50°C;所述制泡步骤为:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用;所述气浮分离步骤为:将余下部分备用的预灰汁,加入1~5PPM絮凝剂,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出;所述二级加热步骤为:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.020-0.028%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为60-65°C;所述硫熏中和步骤为:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为8-25CC,加石灰乳中和至pH6.8~7.5,得中和汁;所述中和汁加热步骤为:将中和汁加热至温度101~105°C;所述快速沉降步骤为:在中和汁中加入絮凝剂,絮凝剂加入量为3.0~5.0PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。
2.根据权利要求1所述的蔗汁澄清方法,其特征在于,所述经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理的混合汁占混合汁总重的40-60%。技术领域
本发明涉及甘蔗制糖的工艺,具体的说是一种蔗汁澄清方法。
背景技术
我国是世界上主要的蔗糖生产与消费大国,超过90%的糖厂采用磷酸-亚硫酸法工艺生产蔗糖,不足10%的糖厂采用碳酸法工艺生产蔗糖。碳酸法生产蔗糖产品质量优于亚硫酸法,但生产成本高,碳酸滤泥引起的污染问题难以解决,导致碳法工艺难以推广。传统的亚硫酸法澄清工艺:甘蔗混合汁经预灰→一次加热(55~65°C)→加磷酸、通二氧化硫气体进行硫熏→加石灰乳中和到pH6.8~7.2→二次加热(98~102°C)→到沉降池进行快速沉降→清汁与泥汁分离→清汁蒸发、浓缩、煮糖、结晶、分蜜后得到产品白砂糖。这种澄清工艺的缺点之一为高温加热。由于现在不断地要求高抽出率,要求甘蔗的破碎度不断提高,因此压榨的混合汁中含有大量悬浮颗粒,如蔗糠、蔗蜡等,含有大量半悬浮微粒如淀粉等。它们原来是不溶解的,但加热至高温特别是经过较长时间后,它们有一部分溶解或转变成胶体状态分散到蔗汁中。高温加热使一些原本不溶或微溶的物质水解、溶胀、熔融而进一步分散到糖汁中,或变成深色物质,使它们更难除去。如果先在低温下除去汁中原有的悬浮物,蔗汁的质量和随后的处理都会得到明显的改善。我国在对蔗汁亚硫酸法澄清工艺也有不少改进,如采用气浮分离法,能除去制糖生产工艺处理蔗汁中的蔗糠、淀粉、蔗脂、蔗腊、植物色素、蛋白质和胶体等“轻质非糖杂质”,有利于后处理。中国专利(申请号)200710201374.X公开了一种亚硫酸法糖厂混合汁低温处理工艺,这种工艺采用在较低温度(45-65°C)下对蔗汁进行快速的浮清处理,利用最佳凝聚点PH值,先把混合汁中的80%杂质除去,采用上浮器的处理方法,大幅度缩短分离过程所需时间。降低硫熏强度,减少糖分损失,节省原料用量,减少沉淀面积,提高产品质量和收回,生产成本低。中国专利(申请号)200510035131.4公开了一种由甘蔗直接制造高品质白糖的工艺,该工艺第一步采用低温磷浮法,将甘蔗压榨汁经预灰、加热,加入磷酸、澄清剂、气泡,再加入石灰乳至中性,然后加入絮凝剂搅拌,进入平流式快速浮清器,得到浮清汁;第二步处理再大幅度提高蔗汁的质量,采用亚硫酸脱色剂澄清法、碳酸磷浮法。该工艺制得清汁纯度高、杂质少,煮炼收回率和产糖率都比传统亚硫酸法明显提高。但气浮分离法大量使用二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂,原料用量大,生产成本高,造成环境污染,同时残留会影响清汁质量和白砂糖质量,进而影响人体健康。我公司根据现有技术、设备,对蔗汁澄清工艺进行改进,取得很好的效果,目前尚未见有相关文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种蔗汁澄清方法,该方法能降低物料粘度,防止“反底”现象,稳定清汁pH值,提高澄清汁重力纯度,同时,能减少生产成本,减少环境污染,提高糖的质量。本发明的技术方案为:一种蔗汁澄清方法,取占混合汁总重30-95%的混合汁,依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁,将余下部分的混合汁与浮清汁混合,再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁,所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁。所述经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理的混合汁占混合汁总重的40-60%。所述预灰步骤为:取混合汁,加入0.015-0.020%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至6.8-7.2,得预灰汁。所述一级加热步骤为:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.0-8.5,泵入一级加热器加热,温度为45-50°C。所述制泡步骤为:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用。所述气浮分离步骤为:将余下部分备用的预灰汁,加入1~5PPM絮凝剂,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出。所述絮凝剂为本领域常用的无机絮凝剂、有机絮凝剂。无机絮凝剂有聚合碱式氯化铝(PAC)、聚硅酸锌(PSAZ)等,有机絮凝剂有:有机高分子絮凝剂,如:聚丙烯酰胺(PAM)等;甲壳素衍生物絮凝剂,如:壳聚糖、改性壳聚糖季铵盐等。所述二级加热步骤为:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.020-0.028%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为60-65°C。所述硫熏中和步骤为:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为8-25CC,加石灰乳中和至pH6.8~7.5,得中和汁。所述中和汁加热步骤为:将中和汁加热至温度101~105°C。所述快速沉降步骤为:在中和汁中加入絮凝剂,絮凝剂加入量为3.0~5.0PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机,得滤汁,滤汁加热至温度101~105°C,按3.0~5.0PPM加入絮凝剂,混匀后泵入快速沉降器,得滤清汁,将滤清汁与清汁合并,进入蒸发工序。以上所述蔗汁澄清方法气浮分离步骤所用的上浮器装置,包括入汁口1、中心室2、上浮器主体3、浮渣出口4,入汁口1与中心室2连接,中心室2的中上部位于上浮器主体3内,浮渣出口4位于上浮器主体3的上部边缘,所述上浮器主体3的顶部5设有刮板,底部6与所述中心室2连接的面为斜面,中心室2端较高,与水平面成10-45度角,所述底部6上设有2个以上浮清汁出口7。浮清汁出口的数量根据上浮器的大小及生产规模设定。在预灰汁中加入1~5PPM絮凝剂,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口1,进入中心室2,浮渣继续上浮至上浮器主体3的液面上,被顶部5上的刮板缓慢旋转,渐渐推至上浮器边缘拨出,浮渣从上浮器出口4经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部6经浮清汁出口7的U型管排出。本发明上浮器的底部为斜面,增加了底部的表面积,改变了物料流动方向,有效克服死角,避免蔗汁长时间停留,造成“蔗糖转化”、“发粘”现象,有利于后处理。本发明取占混合汁总重30-95%的混合汁采用气浮分离法,能除去制糖生产工艺处理蔗汁中的蔗糠、淀粉、蔗脂、蔗腊、植物色素、蛋白质和胶体等“轻质非糖杂质”,有利于后处理。在硫熏中和步骤中,磷酸与石灰乳反应生成磷酸钙沉淀,亚硫酸与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀,钙离子有两个单位的正电荷,与絮凝剂的负电基团结合,可形成大的絮凝物,加快沉淀速度。而大量研究工作证明,混合汁的悬浮微粒及大多数胶体物质带有负电荷,能吸附带有正电荷的钙离子,故加入适量的混合汁,可形成更大的絮凝物,同时混合汁中的不溶物微粒有晶种作用,更有利于加快沉淀速度,经实践证明,可避免发生可逆性反应,防止“反底”和“蔗糖转化”现象。本发明的有益效果是:1.本发明采用部分混合汁气浮分离结合部分混合汁快速沉降方法,可避免普通气浮分离法大量使用二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂,能减少生产时间,节约生产成本,减少环境污染,提高产品质量。2.本发明在气浮分离法得到的浮清汁中加入适量混合汁,可形成更大的絮凝物,同时混合汁中的不溶物微粒有晶种作用,更有利于加快沉淀速度,可避免发生可逆性反应,稳定清汁pH值,防止“反底”和“蔗糖转化”现象,保证比较高的澄清汁和混合汁重力纯度差(1.5GP以上),分离效率高,快速沉降过程仅需约25分钟。3.本发明改进的上浮器的底部为斜面,增加了底部的表面积,改变了物料流动方向,有效克服死角,避免蔗汁长时间停留,造成“蔗糖转化”、“发粘”现象,有利于后处理。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。图2是本发明所用的上浮器装置结构图。1.入汁口xa0xa0xa0xa0xa0xa02.中心室xa0xa0xa0xa0xa0xa03.上浮器主体xa0xa0xa0xa0xa0xa04.浮渣出口5.上浮器顶部xa0xa06.上浮器底部xa0xa07.浮清汁出口
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述,但不限制本发明的保护范围和应用范围:一、蔗汁澄清方法实施例1一种蔗汁澄清方法,包括以下步骤:1.预灰:取占混合汁总重95%的混合汁,加入0.020%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至7.2,得预灰汁。2.一级加热:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.5,泵入一级加热器加热,温度为45°C。3.制泡:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用。4.气浮分离:将余下部分备用的预灰汁,加入5PPM聚丙烯酰胺,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出。5.二级加热:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.028%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为65°C。6.硫熏中和:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为25CC,加石灰乳中和至pH7.5,得中和汁。7.中和汁加热:将中和汁加热至温度101°C。8.快速沉降:在中和汁中加入聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺加入量为5.0PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。9.循环处理:将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机,得滤汁,滤汁加热至温度105°C,按5.0PPM加入聚丙烯酰胺,混匀后泵入快速沉降器,得滤清汁,将滤清汁与清汁合并,进入蒸发工序。实施例2一种蔗汁澄清方法,包括以下步骤:1.预灰:取占混合汁总重40%的混合汁,加入0.018%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至7.0,得预灰汁。2.一级加热:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.2,泵入一级加热器加热,温度为48°C。3.制泡:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用。4.气浮分离:将余下部分备用的预灰汁,加入2PPM壳聚糖,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出。5.二级加热:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.023%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为63°C。6.硫熏中和:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为22CC,加石灰乳中和至pH7.0,得中和汁。7.中和汁加热:将中和汁加热至温度102°C。8.快速沉降:在中和汁中加入壳聚糖,壳聚糖加入量为4.0PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。9.循环处理:将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机,得滤汁,滤汁加热至温度101°C,按3.0PPM加入壳聚糖,混匀后泵入快速沉降器,得滤清汁,将滤清汁与清汁合并,进入蒸发工序。实施例3一种蔗汁澄清方法,包括以下步骤:1.预灰:取占混合汁总重30%的混合汁,加入0.015%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至6.8,得预灰汁。2.一级加热:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.0,泵入一级加热器加热,温度为50°C。3.制泡:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用。4.气浮分离:将余下部分备用的预灰汁,加入1PPM聚丙烯酰胺,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出。5.二级加热:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.020%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为60°C。6.硫熏中和:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为8CC,加石灰乳中和至pH6.8,得中和汁。7.中和汁加热:将中和汁加热至温度105°C。8.快速沉降:在中和汁中加入聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺加入量为3.0PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。9.循环处理:将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机,得滤汁,滤汁加热至温度101°C,按3.0加入聚丙烯酰胺,混匀后泵入快速沉降器,得滤清汁,将滤清汁与清汁合并,进入蒸发工序。实施例4一种蔗汁澄清方法,包括以下步骤:1.预灰:取占混合汁总重60%的混合汁,加入0.018%对蔗比的磷酸,用石灰乳调节溶液pH值至6.8,得预灰汁。2.一级加热:在预灰汁中加入石灰乳,调节溶液pH值至8.3,泵入一级加热器加热,温度为50°C。3.制泡:经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱,部分预灰汁进入制泡器制泡,得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡,余下部分预灰汁备用。4.气浮分离:将余下部分备用的预灰汁,加入3PPM聚丙烯酰胺,通入制备好的气泡,混匀,泵入上浮器的入汁口,浮渣从上浮器上方经刮板刮出,浮清汁从上浮器底部经U型管排出。5.二级加热:将余下部分的混合汁与浮清汁混合,加入0.025%对蔗比的磷酸,混匀,泵入二级加热器加热,温度为60°C。6.硫熏中和:将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器,硫熏强度为18CC,加石灰乳中和至pH7.2,得中和汁。7.中和汁加热:将中和汁加热至温度102°C。8.快速沉降:在中和汁中加入聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺加入量为3.5PPM,混匀后泵入快速沉降器,得到清汁和泥汁。9.循环处理:将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机,得滤汁,滤汁加热至温度103°C,按4.0PPM加入聚丙烯酰胺,混匀后泵入快速沉降器,得滤清汁,将滤清汁与清汁合并,进入蒸发工序。二、试验结果:上述试验结果表明,采用本发明蔗汁澄清方法,具有以下优点:运行平稳,沉降完全,无“反底”现象;缩短了生产时间,气浮分离仅需约10分钟,快速沉降仅需约25分钟;减少了二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂使用量,降低生产成本;有效保证比较高的澄清汁和混合汁重力纯度差(1.5GP以上),清汁质量好,详见表1。表1清汁的质量情况实施例
pH值
色值(IU)
纯度(AP)
清混汁纯度差
实施例1
7.1
1300
85
+2.8
实施例2
7.0
1200
90
+3.0
实施例3
7.2
1000
92
+2.9
实施例4
7.0
1100
91
+3.0